Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > physics > arXiv:2507.06425

帮助 | 高级搜索

物理学 > 大气与海洋物理

arXiv:2507.06425 (physics)
[提交于 2025年7月8日 ]

标题: 用数据驱动发现解释海洋通量剖面中的表面层理论偏差

标题: Explaining Surface Layer Theory Departures in Marine Flux Profiles with Data-Driven Discovery

Authors:Jack Foxabbott, Leo Mckee-Reid, Andrew Cusick, Robbie McCorkell, Jugal Patel, Jamie Rumbelow, Jessica Rumbelow, Zohreh Shams, Arush Tagade, Patrick Hawbecker, Sue Ellen Haupt
摘要: 蒙宁-奥布霍夫相似性理论(MOST),这是大气边界层中几乎所有表面通量的总体估计的基础,假设风速廓线单调变化,并且动量和热量通量在垂直方向上均匀。 在这里,我们表明在沿海海洋环境中经常出现这些假设不成立的情况。 使用海岸陆气海相互作用(CLASI)项目中的空气-海相互作用桅杆(ASIS)浮标上的通量测量数据,这些浮标通常在海面以上约3米和5米处进行风速和通量测量,我们发现风速在近20%的观测中随高度增加而减小,并且在近地表处出现了显著的感热通量垂直梯度,这与MOST预测的结果相反。 这两种异常现象强烈受海岸接近程度和风向的影响,在离岸风条件下靠近海岸处出现频率最高。 这些模式是通过发现引擎(Discovery Engine)发现的,这是一个用于科学发现的通用自动化系统,它可以在没有先验假设的情况下识别数据中的复杂关系。 发现引擎揭示了导致MOST假设失效的三种不同机制:由离岸大陆流形成的内部边界层,与高波龄相关的波驱动风喷流,以及在冷海面之上的热稳定边界层,其中温暖潮湿的空气覆盖着远离海岸的较冷海水。 这些发现突显了当前通量算法的局限性,并为沿海和开阔海洋条件下的参数化改进提供了方向。
摘要: Monin--Obukhov Similarity Theory (MOST), which underpins nearly all bulk estimates of surface fluxes in the atmospheric surface layer, assumes monotonic wind profiles and vertically uniform momentum and heat fluxes. Here, we show that conditions frequently arise in coastal marine settings where these assumptions do not hold. Using flux measurements from the Coastal Land-Air-Sea Interaction (CLASI) project's Air-Sea Interaction Spar (ASIS) buoys with wind and flux measurements at typically ~3m and ~5m above the sea surface, we find that wind speed decreases with height in nearly 20% of observations, and that large vertical gradients in sensible heat flux occur near the surface, contrary to what would be predicted by MOST. Both anomalies are strongly modulated by coastal proximity and wind direction, with the highest occurrence rates near shore under offshore winds. These patterns were found using the Discovery Engine, a general-purpose automated system for scientific discovery, which identifies complex relationships in data without prior hypotheses. The Discovery Engine uncovered three distinct mechanisms responsible for breakdowns in MOST assumptions: internal boundary layers formed by offshore continental flow, wave-driven wind jets associated with high wave age, and thermally stable boundary layers over cold sea surfaces where warm, moist air overlies cooler water far from shore. These findings highlight the limitations of current flux algorithms and suggest directions for improved parameterisation in coastal and open-ocean conditions.
评论: 25页,8图,4表
主题: 大气与海洋物理 (physics.ao-ph)
引用方式: arXiv:2507.06425 [physics.ao-ph]
  (或者 arXiv:2507.06425v1 [physics.ao-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.06425
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Jack Foxabbott [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 7 月 8 日 22:01:27 UTC (3,207 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
physics.ao-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
physics

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号